《细胞》

活细胞动态信号网络的时间多路复用成像技术问世

美国麻省理工学院Edward S. Boyden课题组开发出活细胞动态信号网络的时间多路复用成像（TMI）技术。这一研究成果近日在线发表于《细胞》。

研究人员报告了TMI，它使用具有不同时钟特性的基因编码荧光蛋白来代表不同的细胞信号。研究人员将细胞中每个点的短暂荧光波动轨迹线性分解为细胞中表达的每种荧光蛋白所显示轨迹的加权和代表信号振幅。

研究人员利用TMI分析了单个细胞中不同激酶活性之间的关系，以及不同细胞周期信号之间的关系。这表明TMI在整个生物学中对分析生命系统中的信号转导级联具有广泛的用途。

研究人员表示，分子信号在网络中相互作用，从而介导生物过程。要分析这些网络，使用标准显微镜和基因编码荧光报告器同时对同一活细胞中的许多信号进行成像是非常有用的。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.11.010

研究揭示I型干扰素驱动结核病易感性的早期细胞机制

近日，美国加州大学伯克利分校的Russell E. Vance等研究人员阐明I型干扰素（IFN）驱动结核病易感性的早期细胞机制。相关论文在线发表于《细胞》。

研究人员发现，在小鼠和非人灵长类动物感染结核分枝杆菌（Mtb）期间，间质巨噬细胞（IM）和浆细胞状树突状细胞（pDC）是I型IFN的主要产生者，而pDC定位于人类Mtb肉芽肿附近。耗竭pDC可减少Mtb负担，这表明pDC与结核病的发病机制有关。在IFN驱动的疾病期间，研究人员观察到大量含有DNA的中性粒细胞胞外捕获物（NET），这些捕获物被描述为能激活pDC。

I型IFN受体的细胞特异性被破坏表明，IFN作用于IM以抑制Mtb的控制。单细胞RNA测序表明，I型IFN反应细胞对IFNγ的反应存在缺陷，而IFNγ是一种对控制Mtb至关重要的细胞因子。研究人员认为，pDC衍生的I型IFN作用于IM，允许细菌复制，从而推动了中性粒细胞的进一步招募和活动性结核病的发生。

据介绍，Mtb每年导致160万人死亡。活动性结核病与中性粒细胞驱动的IFN特征相关，但人们对结核病发病的细胞机制仍然知之甚少。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.11.002

《自然-化学》

高通量实验实现后期药物多样化

近日，苏黎世联邦理工学院新加坡中心Gisbert Schneider团队报道了通过几何深度学习的高通量实验实现后期药物多样化。相关研究成果发表于《自然-化学》。

后期功能化是优化候选药物性质的一种经济方法。然而，药物分子的化学复杂性往往使后期多样化具有挑战性。

为了解决这个问题，研究人员开发了一个基于几何深度学习和高通量反应筛选的后期功能化平台。考虑到硼化是后期功能化的关键步骤，计算模型预测了不同反应条件下的反应产率，平均绝对误差为4%~5%，而对已知和未知底物的新反应的反应性进行分类，平衡准确度分别为92%和67%。主要产品的区域选择性被准确地捕获，分类器F得分为67%。

当应用于23种不同的商业药物分子时，该平台成功发现了许多结构多样化的机会，量化了空间和电子信息对模型性能的影响，并引入了一种全面、简单、用户友好的反应模式。该模式被证明是无缝集成深度学习和高通量实验进行后期功能化的关键促成因素。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41557-023-01360-5

《地质学》

强过铝花岗岩为生物埋藏量的增加提供独立性证据

近日，英国圣安德鲁斯大学 Sami Mikhail研究团队在《地质学》发表论文，提出前寒武纪-显生宙边界的强过铝花岗岩为生物埋藏量的增加提供了独立性证据。

研究人员称，太古宙、元古代和显生宙强过铝花岗岩的氮含量揭示了前寒武纪-显生宙边界的系统增加趋势。这种上升由强过铝花岗岩中磷含量的同期增加所支持。

总的来说，对这些数据最简单的理解为，可以与晚元古代或显生宙早期的生物量埋藏绝对增加了约5至8倍的结论相对应。前寒武纪-显生宙的过渡期，为地表环境渐进氧化与重大生物创新相结合的时期，包括真核藻类生长至占据生态优势的崛起。由于氧合作用抑制了沉积物中生物量的保存，强过铝花岗岩中保存的净生物量埋藏的增加，揭示了生物圈的扩张和初级生产量在此期间的增加。

据悉，强过铝花岗岩由沉积岩部分熔融而形成，为揭示地球环境历史中整合硅质碎屑沉积岩的长期趋势提供了一份新的档案。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1130/G51800.1